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CN1150490C - 计算机x-射线断层成像系统中用于扫描物体和显示图像的方法和设备 - Google Patents

计算机x-射线断层成像系统中用于扫描物体和显示图像的方法和设备 Download PDF

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Abstract

描述了交互过程中，在计算机x-射线断层透视系统中扫描物体的方法和设备。计算机x-射线断层透视系统包括x-射线源、检测器和显示器。检测器检测由x-射线源投射并经物体衰减的x-射线。处理器与检测器和显示器相连，以便在显示器上生成物体的图像。执行螺旋扫描以便生成与每次的门式台架转动相应的物体图像断层。在显示器上至少可以同时显示一幅图像断层和一幅三维图像。

Description

计算机x-射线断层成像系统中 用于扫描物体和显示图像的方法和设备
技术领域
本发明一般地涉及计算机x-射线断层(CT)成像技术，特别是涉及到在使用CT成像的交互过程中提高物体扫描和图像显示的质量的方法和系统。
背景技术
在至少一种已知的CT系统配置中，x-射线源投射出扇形线束，该线束经准直后处于笛卡儿坐标系统的X-Y平面内，一般称之为“像平面”。x-射线线束穿透待成像的物体，例如患者。线束在经目标衰减之后射到辐射检测器阵列上。检测器阵列接收到的衰减线束的辐射强度决定于物体对x-射线线束的衰减。阵列的每一个检测器单元产生独立的电信号，该信号是在检测器位置上对线束衰减程度的度量。来自所有检测器的衰减度量分别用来产生透射断层图形。
在已知的第三代CT系统中，x-射线源和检测器阵列利用门式台架在成像平面内绕待成像目标旋转，因此x-射线线束切入目标的角度总是在变化的。一组以一个门式台架角度对来自于检测器阵列的x-射线衰减的度量，即投射数据，称为一幅“视图(view)”。物体的一次“扫描”包括在x-射线源和检测器的一次旋转过程中以不同的门式台架角度获得的一组视图。在轴向扫描中，投射数据经处理构成一幅与贯穿物体的二维断层相对应的图像。
从一组投射数据再生图像的一种方法在本领域中称为滤波反向投射技术。该处理过程把来自扫描的衰减度量转换为称作“CT数”或“Hounsfield单元”的整数，该数字用于控制阴极射线管显示器上的相应像素的亮度。
为了降低多断层扫描所需的总扫描时间，可以采用“螺旋”扫描。为了实现“螺旋”扫描，患者随着门式台架的旋转同步地沿z-轴移动，同时获取预定断层号的数据。这种系统从扇形线束螺旋扫描过程产生单个螺旋线结构。由扇性线束映射出的螺旋线结构生成投射数据，根据这些数据可以再生各个预定断层的图像。除了能降低扫描时间之外，螺旋扫描还具有其它优点，例如更好地控制对比度，在任意位置再生改进的图像，和更好的三维图像。
为了支持交互过程，例如活体组织检查，已经作了一些努力来提高CT系统的质量。明显的支持问题包括扫描和显示图像所需的总时间，和显示图像的质量。特别是，对于交互过程，图像不是“实时”显示的，即在数据获取，或扫描，和图像显示之间存在一个滞后。此外，已知的典型CT x-射线透视系统配置为在固定位置扫描，并且在同一时间只显示一个图像断层。因为交互过程进行得只能和CT系统获取和显示数据的速度一样快，所以交互过程是以步进或逐个显示为基础进行的，而不是连续进行的。
为了减少滞后时间，在交互过程中可以使用螺旋扫描成像。然而，下载每次的螺旋扫描数据需要多达十秒钟。因此，尽管使用螺旋扫描可以缩短扫描时间，但是在螺旋扫描之间出现显著的下载时间。此外，因为在整个交互过程中需要数次螺旋扫描，所以在下载每次的螺旋扫描数据时处理过程被中断。
发明内容
因此，本发明的目的是改进对交互过程的CT支持。特别是期望足够快地获取数据，再生该数据，并显示该数据的图像，以便指导交互过程。所期望的是在交互过程中减少任何下载时间，并改进交互过程的图像显示。
在CT系统中可以实现这些和其它目的，该系统在一个实施方案中可以基本上实时显示几幅图像以指导交互过程。特别是根据本发明的一个实施方案，至少可以同时在CT系统的显示器上显示一幅图像断层和一幅三维图像。为了产生这样的图像，CT系统执行多组预编程的螺旋扫描。组内的每次螺旋扫描用于生成物体的多个图像断层。结合图像断层还可以生成三维图像。然后同时显示至少一幅图像断层和三维图像，这样可以同时观察到基本上是实时的三维图像和按时间顺序出现的两维图像。
利用上述的图像显示方法，可以缩短数据获取和数据显示之间的时间滞后。这种即时的图像显示被认为还可以提高CT对交互过程的支持。此外，生成这样的图像被认为并不会损害图像的总体质量。
因此，根据本发明，提供了一种在计算机x-射线断层透视系统中用于扫描物体的方法，所示计算机x-射线断层透视系统包括：投射x-射线的x-射线源、对来自x-射线源并经物体衰减的x-射线进行检测的检测器、显示器、以及与检测器相连和与显示器相连以便在显示器上生成图像的处理器，方法包括以下步骤：获取扫描投射数据；处理所述扫描投射数据以生成图像数据；和在显示器上同时显示一幅三维图像和至少一幅图像断层。
其中，所述显示器至少具有三个部分，该方法包括同时在显示器第一部分显示第一幅图像断层，在显示器第二部分显示第二幅图像断层，在显示器第三部分显示三维图像。
所述x-射线源和检测器安装在绕物体转动的门式台架上，获取扫描投射数据的步骤包括：选择决定最大门式台架转动次数的扫描组；选择决定x-射线源不投射x-射线的时间间隔的组间延迟；利用选择的扫描组和组间延迟执行扫描。
其中，选择的扫描组至少包括两次门式台架转动。
上述计算机x-射线断层透视系统还包括与处理器相连的存储单元，其中该方法还包括在存储单元中存储选定扫描组的步骤。
该方法还包括在存储单元中存储选定组间延迟的步骤。
其中，显示器具有四个部分，所述方法包括同时在显示器第一部分显示第一幅图像断层，在显示器第二部分显示第二幅图像断层，在显示器第三部分显示第三幅图像断层，和在显示器第四部分显示三维图像。其中，同时显示第一幅图像断层、第二幅图像断层、第三幅图像断层和三维图像的过程包括以下步骤：对第二幅图像断层进行彩色编码以指示第二幅图像断层和第一幅图像断层间的瞬时差异；对第三幅图像断层进行彩色编码以指示第三幅图像断层和第二幅图像断层间的瞬时差异。
获取扫描投射数据的过程还包括选择扫描位置的步骤。
获取扫描投射数据的过程还包括以下步骤：确定患者进入点；把交互仪器放置在确定的患者进入点；确定交互仪器在确定的患者进入点的方向；标识交互仪器的轨迹。
所述计算机x-射线断层透视系统还包括外部传感设备，其中获取投射数据的过程还包括以下步骤：确定患者进入点；把交互仪器放置在确定的患者进入点；和利用外部传感设备引导交互仪器。
本发明的另一个方面，提供了一种计算机x-射线断层透视系统，包括：投射x-射线的x-射线源、对来自x-射线源并经物体衰减的x-射线进行检测的检测器、一个显示器和一个处理器，所述处理器与检测器和显示器相连以便在显示器上生成图像，所述计算机x-射线断层透视系统构造为：从上述检测器获取扫描投射数据；处理所述扫描投射数据以生成图像数据；和在显示器上同时显示一幅三维图像和至少一幅图像断层。
其中，所述显示器至少具有三个部分，上述处理器使上述显示器同时在显示器第一部分显示第一幅图像断层，在显示器第二部分显示第二幅图像断层，在显示器第三部分显示三维图像。
所述x-射线源和检测器安装在绕物体转动的门式台架上，以获取扫描投射数据，所述计算机x-射线断层透视系统还用于：选择决定最大门式台架转动次数的扫描组；选择决定x-射线源不投射x-射线的时间间隔的组间延迟；利用选择的扫描组和组间延迟执行扫描。
其中选择的扫描组至少包括两次门式台架转动。
所述计算机x-射线断层透视系统还包括配置得用于存储选择的扫描组的存储单元，其中处理器与存储单元相连。
所述显示器具有四个部分，上述处理器使上述显示器同时在显示器第一部分显示第一幅图像断层，在显示器第二部分显示第二幅图像断层，在显示器第三部分显示第三幅图像断层，和在第四显示器部分显示三维图像。
同时显示第一幅图像断层、第二幅图像断层、第三幅图像断层和三维图像，处理器对第二幅图像断层进行彩色编码以指示第二幅图像断层和第一幅图像断层间的瞬时差异；对第三幅图像断层进行彩色编码以指示第三幅图像断层和第二幅图像断层间的瞬时差异；
在显示三维图像时，处理器把第二幅图像断层的彩色编码和第三幅图像断层的彩色编码进行混合，这样三维图像可以指示出第二幅图像断层和第三幅图像断层间的瞬时差异。
在显示三维图像时，处理器以一定的盘旋角使三维图像章动以便在各个视角显示三维图像。
附图说明
图1是CT成像系统的图解视图。
图2是示于图1的系统的框图。
图3示例了在交互过程中执行步骤的顺序。
图4示例了支持交互过程的CT系统的已知的菜单显示。
图5示例了根据本发明的一个实施方案支持交互过程的CT系统的菜单显示。
图6是根据本发明的一个实施方案示例了时间、扫描和数据显示之间的相互关系的表格。
图7示例了根据本发明的一个实施方案实现的螺旋扫描的扫描位置。
图8示例了根据本发明的一个实施方案的图像数据的三个连续显示。
图9是根据本发明的一个实施方案示例了时间，扫描和数据显示之间的相互关系的表格。
图10示例了根据本发明的一个实施方案的图像数据的五个连续显示。
图11示例了根据本发明的一个实施方案支持交互过程的CT系统的菜单显示。
图12示例了根据本发明的一个实施方案实现的螺旋扫描的扫描位置。
具体实施方式
参照图1和图2，计算机x-射线断层(CT)成像系统10显示为包括代表第三代CT扫描机的门式台架12。本发明并不仅限于在“第三代”扫描机中使用，例如也可以用于第四代扫描机或CT电子束型扫描机。因此，尽管本发明在此是根据第三代扫描机描述的，应当理解的是这种描述仅仅是示例性的，而不是限制性的。
关于系统10，门式台架12具有一个x-射线源14，射线源通过源准直器(未示出)投射出一束x-射线16，并以门式台架角度(未示出)投射到门式台架12相对边上的检测器阵列18。检测器阵列18由检测器单元10构成，这些单元共同检测透射过医疗患者22的投射x-射线。每个检测器单元20产生表示照射x-射线线束强度的电信号，并因此表示了在它透射患者22时线束的衰减。在获取x-射线投射数据的扫描过程中，门式台架12和安装于其上的元件绕转动中心24转动。
门式台架12的转动和x-射线源14的操作受CT系统10的控制机构26控制。控制机构26包括为x-射线源14提供能量和定时信号的x-射线控制器28和控制门式台架12的转动速度和位置的门式台架电机控制器30。控制机构26中的数据采集系统(DAS)32对来自检测器单元20的模拟量数据进行采样，并把数据转换为供后续处理用的数字信号。图像再生装置34接收来自DAS32的取样数字化x-射线数据，并进行高速图像再生。再生图像作为在大容量存储设备38中存储图像的计算机36的输入。优选地，再生图像按数据阵列形式存储。
计算机36还通过具有键盘的控制台40接收来自操作者的指令和扫描参数。辅助显示器42，例如平板或阴极射线管显示器，允许操作者从计算机36观察再生的图像和其它数据。操作者提供的命令和参数被计算机36用来向DAS32、x-射线控制器28和门式台架电机控制器30提供控制信号和信息。另外，计算机36控制操作台电机控制器44，该控制器控制电动操作台46把患者22放置于门式台架12内。特别是，操作台46把患者22部分移过门式台架孔48。如这里所使用的，Xmm乘Xmm扫描是指利用Xmm的准直孔径，以1∶1的螺距扫描感兴趣的物体，其中螺距是x-射线源14转动一周后，操作台46的移动距离与源准直器定义的断层宽度的比值。
参照图3，正如已知的，利用CT系统执行的交互过程，例如活体检查，一般包括扫描设计步骤50、扫描执行步骤52和图像显示步骤54。在扫描设计步骤50中，标识出患者的目标区域(未示出)。患者22被放置于门式台架12中，患者22被扫描以生成环绕目标区域的患者组织的组织图像。利用患者的组织图像确定患者进入点以及进入点与目标区域间的路径。然后，患者22被放置于门式台架12内，门式台架12对准患者的进入点。
在扫描执行步骤52中，交互工具，例如探针，插入患者进入点，并沿着路径向前进入目标区域。在向前移动探针时，患者22被扫描以生成标识探针在患者组织内部位置的图像。例如，在探针插入患者22之后，患者被扫描以确定探针的位置。扫描之后，探针向前移动到患者组织内的新位置。患者22被再次扫描以标识探针的新位置。探针再次前移，患者22被再次扫描，直到探针进入目标区域。
在图像显示步骤54中，利用在扫描执行步骤52中搜集到的投射数据，可以生成图像并在显示器42上显示，这样操作者可以看到探针在患者组织内的位置，并可以确定探针是否位于路径之内。更加明确地讲，在显示器42上显示连续的图像，这样操作者可以一幅图像一幅图像地观察探针在路径内的向前移动。
在扫描执行步骤52和图像显示步骤54中，参照图4，显示器42上还显示了菜单56，这样操作者可以看到在过程中使用的各种命令和参数。特别是，在交互过程之前，操作者为每次待执行的扫描选定扫描位置58和扫描厚度/间隔60。在选定扫描位置58的情况下，操作者可以选定扫描是以患者22为中心(箭头62所示)，或者是否扫描高于患者22(箭头64所示)或低于患者22(箭头66所示)。扫描厚度60是指源准直器定义的断层宽度。
菜单56还标识出若干扫描68和门式台架角度70。对于每一次扫描，扫描次数60逐渐增加以显示在过程中执行扫描的次数。门式台架角度70是指x-射线源14和患者22间的角度。如图所示，每一个参数都显示给操作者，这样，如果需要，操作者可以改变任何一个参数。
利用上述的系统，图像断层一般可以在每次扫描之后显示。尽管这种显示有助于执行交互过程，但还是期望能够提供改进的CT支持以更好地指导交互过程。当然，与提供改进的支持相关的费用不能太高。
根据本发明的一个实施方案，为提供改进的CT支持，图像基本上是“实时”显示的，至少有两幅图像同时显示在显示器42上，这样允许同时观看几幅连续图像。更加明确地讲，参照根据本发明实施方案而示例了系统菜单72的图5，操作者可以选定以下参数：扫描位置74、扫描厚度/间距76、门式台架角度78、螺距80、快速活体组织I/Q82、#组84、组间延迟86、自动启动88和#扫描90。每一个参数都显示给操作者，这样如果需要，操作者可以改变任何一个参数。
对于选择了扫描位置74的情况，操作者选择扫描是否以患者22为中心(箭头92所示)，或者扫描是否高于患者22(箭头94所示)或低于患者22(箭头96所示)。扫描厚度76是指源准直器定义的断层宽度，#扫描90显示在过程中执行扫描的次数。门式台架角度78是指x-射线源14和患者22间的角度。螺距80是指螺旋间距，它是x-射线源14转动一周后操作台46向前移动的距离和源准直器定义的断层宽度的比值。快速活体组织I/Q82使操作者能够在扫描模式间选择。下面根据图6-10描述一个模式，根据图11-12描述另一个模式。
如图5所示，利用#组84，操作者还可以选择按照组，即扫描组，执行的最大扫描次数。明确地讲，仅作为示例，如果操作者为#组84选择了三，那么CT系统10将不间断地连续执行三次扫描，即门式台架12转动三次。通常，扫描轨迹包含在由三至五次3-10mm扫描覆盖的体积内，即3至5cm的体积。因此，例如，螺距为2∶1的三次扫描覆盖的扫描体积为6cm长，这样使轨迹能够被扫描。根据本发明的一个实施方案，使用三次转动扫描组。然而，还可以使用其它#组84，例如四或五。同样，例如，还可以改变螺距80和门式台架倾角或门式台架角度78，以便补偿固定参考表格的任何限制。
仍参照图5，操作者可以选择组间延迟86和自动启动88。自动启动88，在一个实施方案中，是一个允许扫描自动进行还是手动进行的开/关触发器，即处于自动启动模式还是处于手动模式。组间延迟86是一固定的延迟时间，或者是在扫描组之间x-射线源14不投射x-射线16，即x-射线源关闭，的时间间隔，当CT系统10处于自动模式，即操作者选择自动启动88时。如果选择自动启动88，那么系统10执行#组84选择的扫描次数，停止扫描的延迟时间由组间延迟86选定。仅作为示例，如果选定自动启动88，如果#组84是三，如果组间延迟86是两秒，那么系统10执行三次扫描，等待两秒，再执行三次扫描，再等待两秒，并如此进行下去。
如上所述，操作者可以选择各种参数。特别是，操作者可以通过控制台40向计算机36插入参数。计算机36，根据一个实施方案，包括用于存储#组84、组间延迟86和包括扫描位置74、扫描厚度/间隔76、门式台架角度78和螺距80的预标识参数的存储器单元。
如果操作者不选择自动启动88，那么组间的延迟时间是可变的。特别是，操作者可以特定地启动每个组扫描。例如，系统10还包括允许操作者手动启动组扫描的启动扫描开关(未示出)。然后，为选定的#组84激活启动扫描开关。在各个组扫描之后，操作者必须为后续组扫描再次激活开关。因此，操作者可以仅仅通过在开始下一次组扫描前等待更长或更短的时间来改变组间扫描之间的延迟时间。
现参照图6，表格100根据本发明的一个实施方案示例了时间、扫描和图像显示之间的相互关系。特别是，仅作为示例，图6表示系统10，其中每次门式台架的转动大约需要一秒钟，在每次门式台架的转动中获得的图像数据在获取的一秒钟之内被作为图像显示出来，#组84是三，选择自动启动84，组间延迟是两秒钟。如图所示，系统10根据选定的#组84先执行三次扫描(S)，或一次组扫描。在第一次组扫描之后，系统10根据选定的组间延迟86停止扫描，即关闭x-射线源14，两秒钟。此外，如图所示并根据图像显示步骤54，与每次独立扫描相应的图像在扫描后的一秒钟之内被显示出来(D1，D2，D3)，即基本上是“实时”的。
如图6所示，在组间延迟86中，可以在患者22内部调节(A)探针。特别地，如图所示一个三旋转扫描组，即#组84是三，允许四个探针在20秒的周期内或者在一瞬间内调整。当瞬间的调整用于移动目标透镜进入视图时，允许有四种尝试。整个过程将在另一个二十秒钟内重复进行。
现参照图7，表格102示例了螺旋扫描的典型扫描位置。例如，如图所示，对准第一次组扫描104。这里，#组84为三，如图所示，第一次组扫描104的一次扫描106对准0cm，同时第一次组扫描104的其它两次扫描108和110紧邻扫描106，分别位于扫描106相对边的-1cm和1cm处。如图所示，每个后续的组扫描112、114、116和118也同样地对准。
参照图8，显示器42配置为1024×1024像素、四合一(4on1)的先入先出显示。特别是，显示器42配置为具有一个第一部分120、一个第二部分122、一个第三部分124和一个第四部分126。如图8所示，显示器42具有三个连续的图像数据42A、42B和42C的显示屏。由第一次扫描生成的第一幅图像(D1)显示在第一部分120。接着，在第二次扫描之后，由第二次扫描生成的第二幅图像(D2)显示在第一部分120，同时第一幅图像(D1)显示在第二部分122。类似地，在第三次扫描生成第三幅图像(D3)之后，第三幅图像(D3)显示在第一部分120，同时，第二幅图像(D2)显示在第二部分122，第一幅图像(D1)显示在第三部分124。根据一个实施方案，第二幅图像是彩色编码的或灰度级变换的，以便于指示第二幅图像(D2)和第一幅图像(D1)间的瞬时差异。类似地，第三幅图像(D3也可以是彩色编码的或灰度级变换的，以便于指示第三幅图像(D3)和第二幅图像(D2)间的瞬时差异。
第四部分126配置为显示与每次的扫描图像相对应的三维图像，或一些扫描图像的结合体。例如，三维图像可以由第一幅图像(D1)生成并显示在第四部分126。然后，在生成第二幅图像(D2)之后，由第一幅图像(D1)和第二幅图像(D2)生成更新的三维图像并显示在第四部分126。类似地，在生成第三幅图像(D3)之后，由第一幅图像(D1)、第二幅图像(D2)和第三幅图像(D3)生成更新的三维图像并显示在第四部分126。另外，例如，再次更新的三维图像可以只由第一幅图像(D1)和第三幅图像(D3)生成。根据一个实施方案，第二幅图像(D2)和第三幅图像(D3)的彩色编码是混合的，这样三维图像可以指示第三幅图像(D3)和第二幅图像(D2)间的瞬时差异。
三维图像，在一个实施方案中，可以以一个盘旋角章动，以便从不同的视角显示三维图像。可以使用的三维图像再现技术包括MPVR、表面投影显示或其它已知的体积再现技术，例如利用选择性遮光、透视、视角变换和平面窗的技术。
现参照图9，表格128示例了典型时间、扫描和图像显示间的相互关系。明确地讲，图9示例了系统10，其中，选择了五次扫描组，即#组84为5，和两秒钟的组间延迟86。如图所示，系统10首先根据选定的#组84执行五次扫描，或一次组扫描。在第一次组扫描之后，系统10根据选定的组间延迟86停止扫描两秒钟。此外，如图所示，根据图像显示步骤54，与每次的独立扫描相对应的图像在扫描之后的一秒钟内被显示出来，即基本上是“实时”的。
如图9所示，探针在组间延迟86过程中在患者22内部调节(A)。特别是，五次转动扫描组，即#组84为五，允许在二十秒钟间隔内，或一瞬间，进行三次探针调节。在利用瞬间调节把目标疾患移入可视区时，还允许三次尝试。整个过程在另外的二十秒钟内重复进行。
图10根据本发明的一个实施方案示例了图像数据42D、42E、42F、42G和42H的五次连续显示。如图所示，由第一次扫描生成的第一幅图像(D1)显示在第一部分120。然后，在第二次扫描之后，由第二次扫描生成的第二幅图像(D2)显示在第一部分120，同时第一幅图像(D1)显示在第二部分122。类似地，在第三次扫描生成第三幅图像(D3)之后，第三幅图像(D3)显示在第一部分120，同时第二幅图像(D2)显示在第二部分122，第一幅图像(D1)显示在第三部分124。类似地，在第四次扫描生成第四幅图像(D4)之后，第四幅图像(D4)显示在第一部分120，同时第三幅图像(D3)显示在第二部分122，第二幅图像(D2)显示在第三部分124，第一幅图像(D1)显示在第四部分126。此外，在第五次扫描生成第五幅图像(D5)之后，第一幅图像(D1)移出显示器42，同时图像D5、D4、D3和D2如图所示地显示出来。在一个实施方案中，在显示来自后续组的第一幅图像时，所有显示的图像被移出显示器42。
在另一个实施方案中，如上所述，第四部分126可以配置为显示与每次的扫描图像相对应的三维图像。在该实施方案中，其它的三幅图像显示在显示器42上。另外，显示器42可以配置得多于四个部分，以便允许同时显示多于四幅的图像。类似地，显示器42可以配置得少于四个部分，以便允许同时显示少于四幅的图像。例如，显示器42可以配置得具有三个部分，其中第一和第二部分用于分别显示第一和第二图像断层，第三部分用于显示三维图像。
参照图11，它示例了根据本发明的另一个实施方案的系统菜单130，操作者可以选择包括mm移动量132的附加参数，该参数允许操作者沿高方向或低方向以固定的间隔“撞到”选定的扫描位置58。特别是，操作者可以选择mm移动量和移动方向，即抬高或降低，由此调节后续组扫描的位置。
例如，参照图12，第一组扫描134对准0mm处，没有位置移动。如图所示，图12示例了#组84为五的扫描。如果操作者选择沿低方向移动50mm，即mm移动量132是低五十mm，第二组扫描136将移动，使得它对准低于第一组扫描134的50mm处，即在-5cm处。然后，如果操作者选择沿高方向移动50mm，即mm移动量132是高五十mm，第三组扫描138A将再次对准0mm处。另外，如果操作者选择沿低方向再移动50mm，即mm移动量132是低五十mm，第三组扫描138B将对准-10cm处。在该例中使用50mm增量，但可以使用任何尺寸的增量。可以相信每次调节所需的时间不超过一秒钟。因此，时序与参照图9所描述的相同。
可以相信，如果路径过于倾斜，如果患者22的呼吸与扫描设计步骤50中的不同，或者如果患者22没有完全摒住呼吸，mm移动量132可以引导探针到达目标。
上述实施方案还可以用于多断层CT系统。已知的多断层扫描器通常在每个断层上具有多列检测器。例如，一个两断层检测器具有两列检测器，四断层检测器具有四列检测器。相应地，多断层CT系统的轴向扫描生成多图像断层。根据本发明的一个实施方案，#组84是指有助于图像显示的检测器列的最大数目。明确地讲，例如，如果操作者为#组84选择三次扫描组，那么多断层CT系统执行扫描并显示与三列检测器相对应的图像断层。
为了改进图像质量，可以除去显示探针的图像部分，例如滤波，并在显示之前用模型探针图像代替。利用该模型可以更好地设计扫描轨迹，因为利用该模型可以更加精确地观察探针相对于目标的位置。另外，在探针放置在患者切入点并生成模型探针图像时，执行扫描。根据探针的位置和方向，期望的探针放置，即患者切入点，和探针方向可以在把探针插入患者22之前确定。一旦选择了切入点和探针方向以便显示由该切入点和方向产生的探针轨迹，就生成了一个模型。预计外部传感设备可以用来引导探针或交互仪器的放置过程。
上述的实施方案使数据获取和数据显示间的滞后最小化。此外，实施方案允许同时显示几幅图像。通过允许同时和几乎瞬时显示两维断层和三维图像，即时图像显示被认为可以提高对交互过程的CT支持。而且，总体图像质量并不降低。
根据前面对本发明的各种实施方案的描述，表明实现了本发明的目的。尽管已经详细地描述和示例了本发明，应当理解的是这仅仅是为了描述和示例，而不是限制性的。例如，这里所述的CT系统是x-射线源和检测器绕门式台架转动的“第三代”系统。还可以使用包括“第四代”统的许多其它CT系统，其中检测器是一个环状静止检测器，只有x-射线源绕门式台架转动。类似地，本发明可以用于电子线束系统，该系统在本领域是众所周知的，常常被称为CT电子线束系统。此外，在此描述的CT系统获取单一断层，可以使用同时获取2、4或更多断层的其它系统，相应地，本发明的精神和范围只受限于附属权利要求的条款。

Claims (20)

1一种在计算机x-射线断层透视系统中用于扫描物体的方法，所示计算机x-射线断层透视系统包括：投射x-射线的x-射线源、对来自x-射线源并经物体衰减的x-射线进行检测的检测器、显示器、以及与检测器相连和与显示器相连以便在显示器上生成图像的处理器，方法包括以下步骤：
获取扫描投射数据；
处理所述扫描投射数据以生成图像数据；和
在显示器上同时显示一幅三维图像和至少一幅图像断层。
2根据权利要求1的方法，其特征在于显示器至少具有三个部分，该方法包括同时在显示器第一部分显示第一幅图像断层，在显示器第二部分显示第二幅图像断层，在显示器第三部分显示三维图像。
3根据权利要求1的方法，其特征在于x-射线源和检测器安装在绕物体转动的门式台架上，获取扫描投射数据的步骤包括：
选择决定最大门式台架转动次数的扫描组；
选择决定x-射线源不投射x-射线的时间间隔的组间延迟；
利用选择的扫描组和组间延迟执行扫描。
4根据权利要求3的方法，其特征在于选择的扫描组至少包括两次门式台架转动。
5根据权利要求3的方法，其特征在于计算机x-射线断层透视系统还包括与处理器相连的存储单元，其中该方法还包括在存储单元中存储选定扫描组的步骤。
6根据权利要求5的方法，其特征在于该方法还包括在存储单元中存储选定组间延迟的步骤。
7根据权利要求4的方法，其特征在于显示器具有四个部分，所述方法包括同时在显示器第一部分显示第一幅图像断层，在显示器第二部分显示第二幅图像断层，在显示器第三部分显示第三幅图像断层，和在显示器第四部分显示三维图像。
8根据权利要求7的方法，其特征在于同时显示第一幅图像断层、第二幅图像断层、第三幅图像断层和三维图像的过程包括以下步骤：对第二幅图像断层进行彩色编码以指示第二幅图像断层和第一幅图像断层间的瞬时差异；对第三幅图像断层进行彩色编码以指示第三幅图像断层和第二幅图像断层间的瞬时差异。
9根据权利要求3的方法，其特征在于获取扫描投射数据的过程还包括选择扫描位置的步骤。
10根据权利要求3的方法，其特征在于获取扫描投射数据的过程还包括以下步骤：
确定患者进入点；
把交互仪器放置在确定的患者进入点；
确定交互仪器在确定的患者进入点的方向；
标识交互仪器的轨迹。
11根据权利要求3的方法，其特征在于计算机x-射线断层透视系统还包括外部传感设备，其中获取投射数据的过程还包括以下步骤：
确定患者进入点；
把交互仪器放置在确定的患者进入点；和
利用外部传感设备引导交互仪器。
12一种计算机x-射线断层透视系统，包括：投射x-射线的x-射线源、对来自x-射线源并经物体衰减的x-射线进行检测的检测器、一个显示器和一个处理器，所述处理器与检测器和显示器相连以便在显示器上生成图像，所述计算机x-射线断层透视系统构造为：
从上述检测器获取扫描投射数据；
处理所述扫描投射数据以生成图像数据；和
在显示器上同时显示一幅三维图像和至少一幅图像断层。
13根据权利要求12的计算机x-射线断层透视系统，其特征在于显示器至少具有三个部分，上述处理器使上述显示器同时在显示器第一部分显示第一幅图像断层，在显示器第二部分显示第二幅图像断层，在显示器第三部分显示三维图像。
14根据权利要求12的计算机x-射线断层透视系统，其特征在于x-射线源和检测器安装在绕物体转动的门式台架上，以获取扫描投射数据，所述计算机x-射线断层透视系统还用于：
选择决定最大门式台架转动次数的扫描组；
选择决定x-射线源不投射x-射线的时间间隔的组间延迟；
利用选择的扫描组和组间延迟执行扫描。
15根据权利要求14的计算机x-射线断层透视系统，其特征在于选择的扫描组至少包括两次门式台架转动。
16根据权利要求14的计算机x-射线断层透视系统，其特征在于计算机x-射线断层透视系统还包括配置得用于存储选择的扫描组的存储单元，其中处理器与存储单元相连。
17根据权利要求15的计算机x-射线断层透视系统，其特征在于显示器具有四个部分，上述处理器使上述显示器同时在显示器第一部分显示第一幅图像断层，在显示器第二部分显示第二幅图像断层，在显示器第三部分显示第三幅图像断层，和在显示器第四部分显示三维图像。
18根据权利要求17的计算机x-射线断层透视系统，其特征在于同时显示第一幅图像断层、第二幅图像断层、第三幅图像断层和三维图像，处理器对第二幅图像断层进行彩色编码以指示第二幅图像断层和第一幅图像断层间的瞬时差异；对第三幅图像断层进行彩色编码以指示第三幅图像断层和第二幅图像断层间的瞬时差异；
19根据权利要求18的计算机x-射线断层透视系统，其特征在于在显示三维图像时，处理器把第二幅图像断层的彩色编码和第三幅图像断层的彩色编码进行混合，这样三维图像可以指示出第二幅图像断层和第三幅图像断层间的瞬时差异。
20根据权利要求12的计算机x-射线断层透视系统，其特征在于在显示三维图像时，处理器以一定的盘旋角使三维图像章动以便在各个视角显示三维图像。
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